2011级安管班锅炉压力容器安全评价课程设计指导书2

11 级级安管班锅炉压力容器安全评价课程设计指导书 一、设计题目：湖工百花公寓（顺风公寓）锅炉爆炸危险性评价 二、设计目的及要求： 本课程设计是安全工程的一个重要的专业技术设计，主要任务是使学生掌握锅 炉压力容器的设计及其爆破时对目标的伤害破坏作用的计算，从而对锅炉压力容 器进行科学、合理的安全评价，进而采取有效的预防措施，保证锅炉压力容器生产 运行以及影响范围人员和财产的安全性。通过本次课程设计要求学生达到下列要求： 1、相关资料收集：到锅炉房全面了解锅炉运行的基本情况。 2、收集锅炉房的总体结构布置和消防设施布置的资料。 3、充分收集锅炉及锅炉房的安全管理的方法、规程制度和锅炉的结构、安装等 方面的数据。 4、根据基本工作数据，计算锅炉爆破时对目标的伤害，破坏作用及半径，不同 伤害破坏半径所包围的封闭面积内人员和财产损失的严重度大小。 5、作出锅炉爆炸伤害区域平面图，标明各伤害破坏半径的同心圆。 6、用事故树的分析方法找出锅炉爆炸的事故原因，或者用安全检查表的方法进 行按去哪评价。 6、完成锅炉房的危险评价报告，要求按标准文字打印及 CAD 绘图。 三、设计步骤： 1 收集材料 收集设计压力容器所处环境的人文、建筑等目标资料及其完备的技术参数资料。 2 计算程序 （1）根据容器內所装介质的特性，选择下列方程计算其爆破能量 E 值 当压力容器中介质为压缩气体而发生物理爆炸的，其释放的爆破能量为 E= 103 )10.(1kpkv 式中：E气体的爆破能量。KJ P容器内气体的绝对压力，Mpa(表压力+大气压力 ) V容器的容积， m3 K气体绝热指数 过热蒸发：K=1.3 空气、氮 CO、O、H、NO：K=1.4 饱和蒸气： K=1.135 对于常压下的干饱和蒸气容器的爆破能量计算采用下式： E= CsV 式中： Cs干饱和水蒸气爆破能量系数：KJ，见表 1 V水蒸气体积：M3 表 1 常用压力下干饱和水蒸汽容器爆破能量系数 表压力 0.3 0.5 0.8 1.3 2.5 3.0 爆破能量系数 Cs（KJm 3 ） 4.3710 2 8.3110 2 1.510 3 2.7510 3 6.2410 3 7.7710 3 Ew =CwV 式中：Cw 饱和水爆破能量系数，KJm3 。 见表 2 V容器内饱和水所占的体积， M3 表 2 常用压力下饱和水爆破能量系数 表压力 0.3 0.5 0.8 1.3 2.5 3.0 能量系数 （KJ m 3 ） 2.38104 3.25104 4.56104 6.35104 9.56104 1.06 105 (2) 将爆破能量 E 换算成 TNT 当量 ，每 kg TNT 爆炸所释放的爆破能量当 一般平均值取 4500KJ/kg =E/ Q TNT当 式中：Q TNT TNT 爆热，4500KJ/kg （3）计算 1000kgTNT 爆炸试验模拟比 ： =（ / ） =（ /1000） =0.1当 03 1当 31E当 31 式中： 基准爆炸能量 1000kgTNT （4）求出在 1000kgTNT 爆炸实验中的相当距离 R0 R0R/ 式中：R 目标与爆炸中心距离，m R0 目标与基准爆炸中心的相当距离，m (5) 根据 R0 在表 3 中找出距离为 R0 处的超压P0（中间值用插入法求）. 表 3 1000kgTNT 爆炸时冲击波超压 距离 R0/m 5 6 7 8 9 10 12 14 16 18 20 超压 P0/MPa 2.94 2.06 1.69 1.27 0.95 0.76 0 .5 0.33 0.23 5 0.17 0.12 6 距离 R0/m 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 超压 P0/MPa 0.08 0.057 0.043 0.033 0.027 0.0235 0.0205 0.018 0.016 0.014 0.013 （6）根据超压P 0 值从表 4、表 5 中找出对人员和建筑物的伤害破坏作用。 表 4 冲击波超压对人体的伤害作用 超压P 0/MPa 伤害作用 伤害作用 0.020.03 轻微损伤 0.050.10 内脏严重损伤或死伤 0.030.05 听觉器官损伤骨折、 0.10 大部分人员死亡 表 冲击波超压对建筑物物的破坏作用 超压P 0/MPa 破坏作用 P 0/MPa 破坏作用 0.0050.006 门窗玻璃部分破碎 0.060.07 木房柱折断 0.0060.015 受压面门窗玻璃大部分破 碎 0.070.10 砖墙倒塌 0.0150.02 窗框损坏 0.10.2 小房屋倒塌、防震混凝土破 坏 0.020.03 墙裂缝 0.20.3 大型钢架结构破坏 0.040.05 墙大裂缝，屋瓦掉下 (7)伤害破坏半径计算(死亡半径、重伤、轻伤及财产破坏作用) 、死亡半径 R1 =13.6（ /1000） （m）1E当 37.0 、重伤半径 ： 由方程组求解：2 =0.137 +0.119Z 2 +0.269 0.019Ps 31 Z= /（ / ）20 1 =44000/s 、轻伤半径 R3： 1 式同 21 2 式同 21 =17000/Ps0 、财产损失半径 R4 = 3 1E当 / 1+（3175/ ） R4K当 26 1 (8) 伤害破坏程度计算 、死亡人数 N1 计算 N1=3.141（R1 R0） 、重伤人数 N2=3.142（R2 R1） 、轻伤人数 N3=3.143（R3 R2） 、财产损失 N4=3.14 R44 式中： R0 无人区半径，一般取 R0=0 1 死亡区平均人员密度，1/ m2 2重伤区平均人员密度，1/ m2 3轻伤区平均人员密度，1/ m2 4破坏区平均财产密度，万元/ m2 （9）损失工作日数 N 计算 N=6000 N4+3000N4+105N4（天） （10）事后总后果计算： 若把人员伤亡换算成财产损失，则用总财产损失 5(万元)来衡量。 S= +N460 b 式中： b死亡一人损失的价值，建议取 20 万元。 3 绘制爆炸伤害破坏区域平面图. 以爆炸中心为圆心画出各伤害破坏半径的同心圆。 4 撰写评价报告 根据收集的资料，计算结果和图件分析，解决存在的安全问题，提出整改措施 或对策。 四、设计组织工作： 1.指导老师 由安全工程教研室王秋衡老师、刘美英老师指导学生收集资料及设 计。 任务分配：安管 1101 班同学评价对象为顺风公寓锅炉，安管 1102 班同学评价 对象为百花公寓锅炉。 2、设计地点： 本校教学楼(具体教室待定) 。 3、时间及进度安排； 设计时间两周：(2013 年 12 月 9 日-12 月 22 日) 12.9 上午：课程设计动员准备，讲授课程设计大纲内容 下午：借工具 112.10 调查、了解、收集锅炉技术参数、运行、操作及有关安全装置和安全 管理方法等。 12.1112.16 理论计算锅炉爆破对目标的伤害破坏作用及半径。 12.1712. 18 CAD 绘制伤害区域平面图。 12.1912.22